package com;

import java.util.Arrays;

/**
 * 大顶堆
 */
public class MaxHeap {
    int[] array;
    int size;

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
        //建堆
        MaxHeap maxHeap = new MaxHeap(arr);
        //打印建堆后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(maxHeap.array));
    }

    public MaxHeap(int[] array) {
        this.array = array;
        this.size = array.length;
        heapify();
    }

    public MaxHeap(int capacity) {
        this.array = new int[capacity];
    }

    /**
     * 建堆
     * 1. 找到最后一个非叶子节点
     * 2. 从后向前，对每个节点进行下潜
     */
    private void heapify() {
        //找到最后一个非叶子节点的索引值
        int lastParent = (array.length >> 1) - 1;
        for (int i = lastParent; i >= 0; i--) {
            //下潜
            recursionDown(array, i);
        }
    }

    /**
     * 下潜（递归）
     * 与两个孩子节点的值进行比较
     * 与两个孩子中较大的值进行交换
     * 直至没孩子或孩子没它大
     *
     * @param array
     * @param parent
     */
    private void recursionDown(int[] array, int parent) {
        int left = parent * 2 + 1;
        int right = left + 1;
        int max = parent;
        if (left < size && array[left] > array[max]) {
            max = left;
        }
        if (right < size && array[right] > array[max]) {
            max = right;
        }
        //找到了更大的孩子
        if (max != parent) {
            swap(array, max, parent);
            recursionDown(array, max);
        }
    }

    /**
     * 下潜（非递归）
     * 与两个孩子节点的值进行比较
     * 与两个孩子中较大的值进行交换
     * 直至没孩子或孩子没它大
     *
     * @param array
     * @param parent
     */
    public void nonRecursionDown(int[] array, int parent) {
        while (true) {
            int left = parent * 2 + 1;
            int right = left + 1;
            int max = parent;
            if (left < size && array[left] > array[max]) {
                max = left;
            }
            if (right < size && array[right] > array[max]) {
                max = right;
            }
            //没有找到更大的孩子
            if (max == parent) {
                break;
            }
            swap(array, max, parent);
            parent = max;
        }
    }

    /**
     * 获取堆顶元素
     *
     * @return
     */
    public int peek() {
        if (array.length == 0) return 0;
        return array[0];
    }

    /***
     * 删除堆顶元素
     * @return
     */
    public int poll() {
        int result = array[0];
        // 1. 将堆顶元素与堆尾元素进行交换
        swap(array, 0, size - 1);
        // 2. 数组长度减1，进行删除
        size--;
        // 3. 交换后，将堆顶元素进行一次下潜
        recursionDown(array, 0);
        return result;
    }

    /**
     * 删除指定索引处元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public int poll(int index) {
        //判断index是否合法
        if (index < size || index > size) {
            return -1;
        }
        //先进行记录
        int result = array[index];
        //将该索引处元素与堆尾元素进行交换
        swap(array, index, size - 1);
        //数组长度减一，进行删除
        size--;
        //交换后，将该索引处元素进行一次下潜
        recursionDown(array, index);
        return result;
    }

    /**
     * 替换堆顶元素
     *
     * @param replaced
     */
    public void replace(int replaced) {
        array[0] = replaced;
        recursionDown(array, 0);
    }

    /**
     * 向堆尾部添加元素
     *
     * @param offered
     * @return
     */
    public boolean offer(int offered) {
        if (size == array.length) return false;
        //元素上浮
        up(offered);
        size++;
        return true;
    }


    /**
     * 元素上浮
     *
     * @param offered
     */
    private void up(int offered) {
        int child = size;
        while (child > 0) {
            int parent = (child - 1) >> 1;
            if (offered > array[parent]) {
                array[child] = array[parent];
            } else {
                break;
            }
            child = parent;
        }
        array[child] = offered;
    }

    /**
     * 判断堆是否已满
     *
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return size == array.length;
    }

    /**
     * 交换
     *
     * @param array
     * @param i
     * @param j
     */
    public void swap(int[] array, int i, int j) {
        int t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }
}